DE69119054T2 - Korrektur der ionographischen Gleichmässigkeit in situ - Google Patents
Korrektur der ionographischen Gleichmässigkeit in situInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen ein System geschaffen wird, mit dem der von einem ionographischen Druckkopf ausgestoßene Ionenstrom kalibriert wird, um einen einheitlichen Wert zu erreichen.
- Die Einheitlichkeit des Ionenstroms unter Bedingungen einer bekannten Modulationsspannung ist wichtig für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Druckbildern, insbesondere der, bei denen eine große Anzahl von Elektroden angesteuert werden, um große graue Bereiche zu erzeugen. Ungleichmäßige Dichten des Ionenstroms führen oft zu unannehmbarer Druckbilddichte.
- Beim ionographischen Drucken werden geladene Teilchen an einer Stelle erzeugt, die von dem Punkt entfernt ist, an dem ein latentes Ladungsbild auf einer dielektrischen Fläche eines Rezeptors aus einem leitenden Substrat hergestellt wird. Ein Ionenstrom, der bei einigen bekannten Systemen von einem Fluidstrom, im allgemeinen einem Luftstrom, unterstützt wird, passiert ein Kanal in dem Druckkopf, in dem sich eine lineare Anordnung von Modulationselektrodenfingern, das heißt, eine für jedes Pixel in einer Zeile des Druckbildes, befindet. Ionen werden in einer Kammer beispielsweise durch elektrische Entladung von einem Koronadraht erzeugt, der auf einer sehr hohen positiven Spannung gehalten wird. Beim Druckverfahren wird der Ionenstrom auf den Rezeptor, normalerweise eine Trommel, zu ausgestoßen, der ein hohes negatives elektrisches Potential aufweist, so daß die Ionen von seiner dielektrischen Fläche angezogen werden. Die Ionen, die als Strom von dem Druckkopf ausgestoßen werden, werden auf die dielektrische beschichtete Fläche des Rezeptors angezogen, wo sie ein Ladungsbild erzeugen, das zur unmittelbaren xerographischen Entwicklung zu einem Druckbild bereit ist. Das Anlegen von niedrigen Modulationsspannungen an die Elektrodenfinger kann die Ionen ablenken und sie örtlich aus dem Strom ausscheiden, so daß unterschiedliche Ionendichten und damit unterschiedliche Dichten des folgenden Druckbildes erzeugt werden.
- Beim qualitativ hochwertigen ionographischen Drucken kommt es, insbesondere wenn Graustufen eingesetzt werden, zu unannehmbaren Schwankungen der Druckbilddichte, wenn nicht Unheitlichkeiten des Ionenstroms korrigiert werden. Dem Stand der Technik nach gibt es Versuche, das Problem der Beschränkung der lonenstörung an der Abbildungsoberfläche zu lösen, das durch die Wirkung von bereits aufgetragenen Ionen auf dem Weg folgender Ionen verursacht wird, die auf die Abbildungsoberfläche gerichtet werden. US-A-4,972,212 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung von Ionenbahnstörungungen in ionographischen Vorrichtungen. Desgleichen offenbart US-A- 4,973,994 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung von Ionenbahnstörungen in ionographischen Vorrichtungen.
- Das Japanische Patent JP-A-02 141 251 (Patent Abstracts of Japan, Vol 14, Nr. 379, 16. August 1990) offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Korrigieren der Menge von Ausgangsionen, die sich gleichbleibend über die Länge eines Druckkopfes erstreckt, wobei die Menge an Ionen unter Verwendung einer Steuerelektrode gemessen wird, und ein Ionensteuerabschnitt sowie ein Ionenerzeugungsabschnitt auf der Grundlage des gemessenen Wertes gesteuert werden. Korrekturdaten werden in einer ersten und einer zweiten Speichervorrichtung gespeichert. Wenn ein Bild gedruckt wird, wird die Menge der Ionen über eine Ionenmengen-Elektrode mit einer kombinierten Steuerelektrode durch ein Amperemeter gemessen. Die erfaßte Ionenmenge wird auf eine Tabelle mit Korrekturdaten bezogen, die aus der zweiten Speichereinrichtung ausgelesen wird, und eine Ionenerzeugungsspannung auf der Grundlage der Korrekturdaten wird einem Entladungsdraht zugeführt und/oder ein Steuerbefehl auf der Grundlage der Korrekturdaten wird zu einer Luftdruckzufuhr übertragen. Die erfaßte Ionenmenge wird auf eine Tabelle mit Korrekturdaten bezogen, die aus der ersten Speichereinrichtung ausgelesen wird, und jeder Steuerelektrode wird eine Steuerspannung auf der Grundlage der Korrekturdaten zugeführt.
- Das Japanische Patent JP-A-02 134 251 (Patent Abstracts of Japan, Vol 14, Nr. 373, 13. August 1990) offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung und Vereinheitlichung einer Menge des Ionenstroms und der Bilddichte, bei denen der Ausgang einer Ionenmengen-Erfassungseinrichtung zur einer Steuerspannungserzeugungseinrichtung zurückgeführt wird, um die Steuerspannung auf der Grundlage der aus einem Speicher ausgelesenen Ionenmengen-Korrekturdaten zu erzeugen. Eine Ionenmengen-Erfassungselektrode ist über einen Umschalter, der zu einem Zeitpunkt der Aufzeichnung und einem Zeitpunkt der Nichtaufzeichnung umgeschaltet werden kann, mit einem Amperemeter verbunden. Eine Steuerspannungserzeugungseinrichtung empfängt Bilddaten und Daten, die aus einem Vergleich der durch das Amperemeter erfaßten Ionenmenge mit einer Bezugsionenmenge, die durch das Amperemeter erfaßt wird, resultiert, von einem Korrekturdatenspeicher, um jeder Steuerelektrode eine entsprechende Steuerspannung zuzuführen.
- In der Europäischen Patentanmeldung EP-0 377 208 A2, die am 11. Juli 1990 veröffentlicht wurde, wird eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Ionen unter Verwendung einer niedrigen Signalspannung offenbart. Konstant erzeugte Koronaionen werden unter Verwendung einer niedrigen Signalspannung gesteuert, die den relativen Spannungspegel des Koronaionen-Erzeugungsabschnitts verändert. Die Koronaionen-Erzeugungselektrode wird durch eine Wechselspannungsguelle und eine Gleichvorspannungsquelle erregt, wodurch die Koronaspannung auf einen kritischen Pegel zur Ionenerzeugung erhöht wird. Signale von einer Ionenstrom-Erfassungselektrode steuern die Gleichspannungsquelle so, daß die Gleichvorspannung so reguliert werden kann, daß die Koronaionenerzeugung stabilisiert wird. Das Signal von der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung steuert darüber hinaus eine IC-Ansteuervorrichtung, die Signalelektroden Spannung zuführt, so daß die Menge erzeugter Koronaionenströme konstant gehalten wird, indem der Betrag der Signalspannungen verändert wird (beim Drucken).
- Wenn Kalibrierelektroden beim ionographischen Drucken eingesetzt werden, bezieht sich der hier verwendete Begriff "Kalibierung" auf den Vorgang der Vereinheitlichung des Ionenstroms für einen gewünschten Wert der Modulationsspannung.
- Die Probleme des Wegfalls mechanischer Abtastung und der schnellen Kalibrierung einer großen Anordnung von Modulationselektroden in einem ionographischen Druckkopf haben die Konstrukteure von ionographischen Druckvorrichtungen hauptsächlich beschäftigt. Es besteht nach wie vor ein Bedarf nach einer einfacheren Lösung der Probleme der mechanischen Abtastung einer großen Anordnung von Modulationselektroden in einem ionographischen Druckkopf bei geringen Kosten, und insbesondere der einfachen direkten Anbringung der Vorrichtung an dem Druckkopf. Die Entwicklung eines direkten Mittels zur Gewährleistung eines einheitlichen Ionenstroms trotz Abweichungen hinsichtlich des Aufbaus von ionographischen Druckköpfen würde ein seit langem bestehendes Erfordernis beim elektronischen Drucken befriedigen.
- Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen das Problem der unheitlichen Dichte des Ionenstroms, der aus einem ionographischen Druckkopf austritt, unter Verwendung eines vereinfachten, am Druckkopf angebrachten Ionensensors und eines Korrekturalgorithmus gelöst wird, der in einer Datenverarbeitungseinrichtung eingesetzt wird. Unheitlichkeiten werden vor allem durch Herstellungsabweichungen bezüglich der Abmessungen des Druckkopfkanals verursacht.
- Die vorliegende Erfindung schafft eine ionographische Druckkopfvorrichtung gemäß Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche.
- Die Erfindung schafft des weiteren ein Verfahren zur in-situ- Korrektur der Unheitlichkeit der Dichte eines Ionenstroms von einem ionographischen Druckkopf gemäß Anspruch 9 der beigefügten Ansprüche.
- Mit der vorliegenden Erfindung wird der mit an kleine Gruppen von Modulationselektroden angelegten Modulationsspannung verbundene Ionenstrom unter Verwendung eines Ionensensors mit niedriger räumlicher Auflösung gemessen, der eine Elektrode aufweist, die im Verhältnis zur Breite mehrerer Modulationselektroden sehr groß ist. Die Gruppen werden elektronisch angesprochen, wobei die Breite der Druckanordnung in Schritten von jeweils einer Modulationselektrode durchlaufen wird. Die Ionensensorelektrode ist auf einen hohen Pegel negativ vorgespannt, durch den die von dem Druckkopf ausgestoßenen Ionen angezogen werden. Um zu verhindern, daß Modulationselektroden- Nebensprechen die gemessenen Ionenstromwerte unbrauchbar macht, weil eine derartig große Elektrode verwendet wird, um sie aufzufangen, wird die Modulationsspannung für jede Modulationsgruppe durch eine Rückführschaltung reguliert, bis ein fester Wert des Ionenstroms erreicht wird. Einzelne Modulationselektroden-Gruppenwerte dieser Modulationsspannung werden gemessen und in einer elektronischen Datei gespeichert. Eine Korrektur wird anschließend durch einen programmierten Algorithmus vorgenommen, um den an jeder Modulaltionselektrode erforderlichen Wert der Modulationsspannung zu erzielen und einen einheitlichen Ionenstrom zu erzeugen, wie er durch einen lonensensor mit hoher räumlichen Auflösung gemessen würde, das heißt, mit einem, der genau den Ionenstrom von nur einer Modulationselektrode messen würde. Die Korrektur wird mit einem Algorithmus auf der Grundlage der durchschnittlichen Modulationsspannung und einer charakteristischen Konstante des Druckkopfes bestimmt. Der entsprechende Korrekturfaktor wird sequentiell auf jeden dazugehörigen Modulationsspannungswert angewendet, und korrigierte Werte der Modulationsspannung werden in der Datei gespeichert. Die korrigierten Spannungen werden dann über die Schaltungstreiber, die die Druckanordnung modulieren, an eine zugeordnete Modulationselektrode angelegt. Die Zuordnung kann zu einer oder mehreren Modulationselektroden in jeder Gruppe erfolgen. Korrigierte Werte der Modulationsspannung erzeugen, wenn sie an die zugehörigen Modulationselektroden angelegt werden, Ionenströme mit einheitlicher Ionendichte an jeder Modulationselektrodenposition und bewirken Gleichmäßigkeit der Dichte großer grauer Druckbereiche.
- Andere Ziele und Aufgaben der vorliegenden Erfindung sowie ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung lassen sich durch das Studium der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erreichen, wobei:
- Fig. 1(a,b) Perspektivansichten eines ionographischen Druckkopfes sind;
- Fig. 2 eine Perspektivansicht einer Kalibrierelektrode ist, die in dem System zur in-situ-Korrektur der Einheitlichkeit eingesetzt wird, das an einem ionographischen Druckkopf angeordnet ist;
- Fig. 3 eine schematische Darstellung des Systems zur insitu-Korrektur der ionographischen Einheitlichkeit mit der Rückführschleifenfunktion ist; und
- Fig. 4 eine schematische Darstellung des Rückführ-und- Umschaltabschnitts des in-situ-Systems für ionographische Einheitlichkeit ist, wobei eine feste Modulationskalibrierspannung an die Modulationselektroden angelegt ist.
- Fig. 1(a,b) zeigen Perspektivansichten, die den allgemeinen Aufbau eines jonographischen Druckkopfes (10) einer fluidstrahlgestützten Druckvorrichtung darstellen, die der im gemeinsam übertragenen US-A 4,644,373 von Sheridon et al. beschriebenen ähnelt. In Kopf (10) befindet sich ein Ionenerzeugungsbereich, der eine Ionenkammer (12) und einen Koronadraht (18) enthält, der in der Kammer angebracht ist und dem ein hohes Potential in der Größenordnung von einigen tausend Volt Gleichspannung zugeführt wird. Die Koronaentladung um Koronadraht (18) herum erzeugt eine Quelle von Ionen mit einer bestimmten Polarität (vorzugsweise positiv), die von der Kammerwand angezogen werden, die auf einem Potential VH gehalten wird, und die die Kammer mit einer Raumladung füllen.
- Ein unter Druck stehendes Transportfluid (14), vorzugsweise Luft, wird von einer geeigneten Quelle aus in die Ionenkammer (12) eingeleitet. Ein Modulationskanal (24) leitet das Transportfluid (14) aus der Kammer (12) heraus. Wenn das Transportfluid (14) durch die Ionenkammer (12) hindurchtritt, führt es Ionen mit sich und bewegt sie in den Modulationskanal (24) an Modulationselektroden (22) vorbei. Während des Druckvorgangs können Ionen aus dem Kopf (10) durch den Modulationskanal (24) austreten und werden auf eine dielektrische Rezeptorfläche geleitet, wo sie ein Ladungsbild erzeugen, das für xerographische Entwicklung zu einem Druckbild bereit ist. Um ein Bild zu erzeugen, werden die Modulationselektroden (22) einzeln geschaltet, um örtlich Elektroden aus dem Ionenstrom auszuschließen. Der entstehende Ionenstrom (20) wird von dem Rezeptor angezogen. Die Schaltungsanordnung kann ein binäres Bild, beispielsweise ein Schwarz-Weiß-Bild, erzeugen, oder es können Graustufen hinzugefügt werden, indem den Modulationselektroden (22) eine kontinuierlich veränderbare Modulationsspannung zugeführt wird. Die Modulationselektroden (22) sind in einer Druckanordnung (16) angeordnet, die als Dünnfilmschicht aufgebaut ist, die von einem isolierenden Substrat getragen wird.
- Im folgenden wird auf Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen, wobei Fig. 2 eine Perspektivansicht des allgemeinen Aufbaus einer Kalibrierelektrode (32) ist, die in dem Ionensensor (36) des Systems zur in-situ-Korrektur der Einheitlichkeit eingesetzt wird, das an einem ionographischen Druckkopf (10) angebracht ist. Fig. 3 stellt schematisch das System zur in-situ-Korrektur der Einheitlichkeit dar, wobei sich die Rückführschaltung (42) in einem geschlossenen Regelkreiszustand befindet. Fig. 4 stellt schematisch einen Abschnitt des Systems dar, wobei sich die Rückführschaltung in einem offenen Regelkreiszustand befindet. Die Kalibrierelektrode (32) ist ein Metallstreifen, vorzugsweise aus Kupfer, der auf einen Mylar-Streifen (34) strukturiert ist, der seinerseits direkt an den Druckkopf (10) angeklebt ist. Die Kalibrierelektrode (32) weist eine Längenabmessung auf, die erheblich über der Breitenabmessung mehrerer Modulationselektroden (22) liegt und ist angrenzend an die Längsabmessung des Modulationskanals (24) und fluchtend dazu angeordnet. Mehrere Kalibrierelektroden (32) können parallel zueinander eingesetzt werden, um die Kalibriergeschwindigkeit zu erhöhen. Beim Kalibrieren wird die Kalibrierelektrode (32) auf eine hohe negative Spannung in bezug auf den Kopf (10) in der Größenordnung von 600 bis 800 Volt Gleichspannung vorgespannt. Alle Ionen, die den Kopf (10) verlassen, werden an der Kalibrierelektrode (32) aufgefangen. Der entstehende Ionenstrom (20) wird durch die Strom-Spannung-Vorrichtung (38) erfaßt. Idealerweise würde nur jeweils eine Modulationselektrode (20) "bedruckt", das heißt moduliert werden, um einen Ionenstrom (20) zu ermöglichen. Darüber hinaus ist es von Nutzen, die Modulationselektrode (22) so zu modulieren, daß eine Differenzmessung des Ionenstroms (20) vorgenommen werden kann. Eine solche Messung ermöglicht es, jeglichen verbleibenden Hintergrund- bzw. Leckstrom von dem entstehenden Ionenstrom (20) abzuziehen. Um den Ionenstrom (20) über den gesamte Kopf (10) zu messen, ist es erforderlich, Modulationselektroden (22) sequentiell elektronisch anzusprechen, indem eine Modulationsspannung (Vm(i)) angelegt wird. Da ein Ionensensor (36) mit einer sehr großen Kalibrierelektrode (32) verwendet wird, kann das Meßsystem recht billig und die Erfassung recht schnell sein. Es hat sich herausgestellt, daß der zu einer Modulationselektrode (22), die von Modulationselektroden umgeben ist, die "abgeschaltet" sind, und die durch eine Modulationsspannung vorgespannt ist, die den zu diesen Elektroden (22) gehörenden Ionenstrom (20) blockiert, gehörende Ionenstrom (20) ungefähr 20% des Stroms (20) beträgt, der mit einem hochauflösenden Detektor gemessen werden würde, wenn alle Modulationselektroden (22) zusammen bedruckt werden, beispielsweise wenn ein grauer Bereich gedruckt wird. Aus diesem Grund hat es sich oft als praktischer herausgestellt, eine fortlaufende Gruppe von Modulationselektroden (22), beispielsweise drei bis zehn in einer Gruppe (60), (61), zu kalibrieren, wobei diese Gruppe in Schritten von einer Modulationselektrode (22) für jede neue Messung des Ionenstroms (20) durchlaufen wird. Gleichzeitig werden alle anderen Modulationselektrode (22) in der Anordnung (16) abgeschaltet. Dieses Vorgehen ermöglicht mehr Signale für die Messung des Ionenstroms (20). Mit diesem Vorgehen verschlechtert sich natürlich die räumliche Messung, da zu jeder Messung von Ionenstromdaten (40) mehr als eine Modulationselektrode (22) beiträgt. Es hat sich des weiteren erwiesen, daß durch Nebensprechen der Elektroden (22) die gemessene Uneinheitlichkeit des Ionenstroms (20) über den Kopf (10) größer wird, wenn ein großer Ionensensor (36) für kleine Elektrodengruppen eingesetzt wird, als wenn ein hochauflösender Sensor eingesetzt wird und alle Elektroden auf den gleichen Pegel moduliert werden. Aufgrund dieser Auswirkungen wird bei der vorliegenden Erfindung ein Algorithmus eingesetzt, der in einer Steuer-und-Verarbeitungs-Einheit (50) elektronisch angewendet wird, um Daten der Modulationsspannung (Vm(i)) zu korrigieren. Die Steuer-und-Verarbeitungs-Einheit (50) kann aus einem herkömmlichen Computer bestehen, der entsprechende Software verwendet. Hier werden die zwei Verfahren zur Herstellung eines einheitlichen Ionenstroms (20) erläutert, es kann jedoch andere gleichartige geben, und diese Erläuterung soll die Erfindung nicht einschränken.
- Mit dem ersten Verfahren, das schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, wird ein einheitlicher Ionenstrom (20), gemessen mit dem Ionensensor (36), erzeugt. Bei der bevorzugten Ausführung werden drei Modulationselektroden (22) als zu jeder Elektrodengruppe (60), (61) gehörig ausgewählt. Jede Modulationselektrode (22) wird über einen Umschaltkreis (52) herkömmlicher Bauart schrittweise, das heißt eine Modulationselektrode (22) pro Schritt, angesprochen, wobei mit einer ersten Gruppe (60) Modulationselektroden (22) begonnen und mit einer letzten Gruppe (61) aufgehört wird. Eine Vielzahl gewünschter Werte der Kalibierbezugsspannung (VCAL) werden für Kalibrierzwecke ausgewählt und einzeln als Vergleichsspannung einer Rückführschaltung (42) zugeführt. Die Rückführschaltung reguliert die dem Umschaltkreis (52) und damit jeder entsprechenden Modulationselektrode (22) zugeführte Modulationsspannung (Vm(i)), um einen einheitlichen gemessenen Wert des Ionenstroms (20) zu erzielen. Gleichzeitig wird allen Modulationselektroden (22), die nicht angesprochen werden, ein Höchstwert der Modulationsspannung zugeführt, der den Ionenstrom (20) von diesen Elektroden (22) "abschaltet" bzw. blockiert. Jeder zu jeder angesprochenen Modulationselektrode (22) gehörende Ionenstrom (20) wird von dem Ionensensor (36) gemessen. Entsprechende Werte der Modulationsspannung (Vm(i)), die die Rückführschaltung als zur Erzeugung eines gleichmäßigen Ionenstroms (20) an jeder Modulationselektrode erforderlich bestimmt hat, werden ebenfalls gemessen und über eine elektronische Kupplung (62) in einer elektronischen Datei (44) gespeichert. Ein programmierter Algorithmus wiederum wird über die elektronische Kupplung (64) auf jeden Wert der Modulationsspannung (Vm(i)) in der Datei (44) durch eine erste Datenverarbeitungseinrichtung (46) angewendet, um eine Vielzahl von Werten der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') zu bestimmen, das heißt einen für jeden Wert der zu jeder Modulationselektrode (22) gehörenden Kalibiermodulationsspannung (Vm(i)). Der Algorithmus mechanisiert Gleichung 1, wobei Vm(avg) ΣVm(i)/N ist, N die Anzahl der Modulationselektroden (22) in der Druckanordnung (16) ist und k eine empirisch bestimmte Konstante ist, die charakteristisch für einen allgemeinen Druckkopftyp (10) ist:
- Vm(i)' = Vm(avg) + k (Vm(i) - (Vm(avg)) (Gleichung 1)
- Jeder Wert der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') wird durch die elektronische Kupplung (66) zurückgeführt und in der
- Datei (44) gespeichert. Jeder Wert der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') wird durch eine zweite Datenverarbeitungseinrichtung (48) über eine elektronische Kupplung (68) aus der Datei (44) wiederaufgefunden. Indem jeder Wert der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') an jede dazugehörige entsprechende Modulationselektrode (22) angelegt wird, wird der Ionenstrom (20) an jeder Modulationselektrode (22) auf einen einheitlichen Wert für jeden gewünschten Wert der Modulationsspannung (Vm(i)) reguliert.
- Ein alternatives Verfahren ist schneller als das erste, oben beschriebene Verfahren. Obwohl es etwas weniger genau ist, würde es bei Iteration zu den gleichen Ergebnissen führen. Wie beim ersten, oben beschriebenen Verfahren werden die Modulationselektroden (22) auf gleiche Weise angesprochen. Statt jedoch während der Kalibrierung einen einheitlichen Ionenstrom (22) zu erzielen, wird, wie in Fig. 4 dargestellt, ein fester Wert der Kalibriermodulationsspannung (Vm(O)), der die veränderbare Modulationsspannung (Vm(i)) ersetzt, über den Umschaltkreis (52) an jede Modulationselektrode angelegt, alle nichtangesprochenen Modulationselektroden (22) werden abgeschaltet, und der entstehende Ionenstrom (20) wird gemessen. In diesem Fall werden Ionenstromdaten (40), die den Ionenstrom (20) anzeigen, gesammelt und in der elektronischen Datei (44) gespeichert. Durch die Anwendung eines programmierten Algorithmus auf die gespeicherten Werte der Ionenstromdaten (40) ergibt sich eine Vielzahl korrigierter Modulationsspannungen (Vm(i)'), wobei dies durch Übertragung von Daten über die elektronische Kupplung (62), (64) ausgeführt wird. Der Algorithmus mechanisiert bei der alternativen Ausführung Gleichung 2, wobei I(i) der Modulationsstrom (20) ist, der zu jeder Modulationselektrode (22) gehört, wenn eine Kalibriermodulationsspannung Vm(0) an die angesprochenen Modulationselektroden angelegt wird, I(avg) ΣI(i)/N ist, N die Anzahl der Modulationselektroden (22) in der Anordnung (16) ist und α eine empirisch bestimmte Konstante ist, die charakteristisch für einen allgemeinen Druckkopftyp (10) ist:
- Vm(i)' = Vm(0) + α (I(i) - I(avg)) (Gleichung 2)
- Wie bei dem ersten Verfahren wird jeder Wert der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') durch die elektronische Kupplung (66) zurückgeführt und in der Datei (44) gespeichert, wobei jeder Wert der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') durch die zweite Datenverarbeitungseinrichtung (48) über die elektronische Kupplung (68) aus der Datei (44) aufgefunden wird, und indem jeder Wert der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') an jede entsprechende dazugehörende Modulationselektrode (22) angelegt wird, wird der Ionenstrom (20) an jeder Modulationselektrode (22) auf einen einheitlichen Wert für jeden gewünschten Wert der Kalibriermodulationsspannung (Vm(O)) reguliert.
- Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf eine besonders bevorzugte Ausführung beschrieben worden ist, liegt für Personen mit gewöhnlichem Wissen auf dem die Erfindung betreffenden technischen Gebiet auf der Hand, daß verschiedene Abwandlungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.
Claims (11)
1. Vorrichtung mit ionographischem Druckkopf (10) mit einer
Quelle von Ionen, wobei sich die Ionen in Funktion in
einem Strom durch einen Modulationskanal (24) bewegen, in
dem eine Druckanordnung (16) von Modulationselektroden
(22) angeordnet ist, die einzeln durch eine
Modulationsspannung (Vm(i)) vorgespannt werden, um den von dem
Druckkopf (10) als Ionenstrom (20) ausgestoßenen Strom zu
modulieren und ein Ladungsbild auf einer dielektrischen
Fläche eines Elektrorezeptors herzustellen; die umfaßt:
eine Ionenmeßeinrichtung (36), die zu einer oder mehrerer
der Modulationselektroden (22) gehörende Werte des
Ionenstroms (20) mißt;
eine Umschalteinrichtung (52), die eine der
Modulationselektroden (22) in der Druckanordnung (16) anspricht und
jeweils eine Modulationsspannung (Vm(i)) an jede der
Modulationselektroden (22) anlegt, wobei das Ansprechen der
Modulationselektroden (22) in einer Gruppe (60, 61) von
bis zu zehn der Modulationselektroden (22) geschieht; und
eine Datenverarbeitungseinrichtung (50), die eine
Vielzahl von Werten der korrigierten Modulationsspannung
(Vm(i)'), die zu jedem Wert der Modulationsspannung
(Vm(i)) gehören, durch Algorithmus erzeugt, speichert und
wiederauffindet, so daß ein vorgeqebener, einheitlicher
Wert des Ionenstroms (20) erzeugt wird, der zu jeder der
Modulationselektroden (22) gehört;
wobei die Ionenmeßeinrichtung (36) so angeordnet ist, daß
sie den gesamten von dem Druckkopf (10) ausgestoßenen
Ionenstrom, der zur einer oder mehrerer der
Modulationselektroden (22) gehört, schneidet und sie einen Ausgang
eines Stroms von Ionenstromdaten (40) aufweist, wobei die
Ionenmeßeinrichtung (36) über die
Datenverarbeitungseinrichtung (50) mit der Umschalteinrichtung (52) verbunden
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Ionenmeßeinrichtung (36) umfaßt:
eine negativ vorgespannte Kalibrierelektrode (32), deren
Länge erheblich größer ist als eine Breitenabmessung über
mehrere der Modulationselektroden (22), wobei die
Kalibrierelektrode (32) an dem Druckkopf (10) an eine
Längsabmessung des Modulationskanals (24) angrenzend und dazu
fluchtend sowie gegenüber selbigem isoliert befestigt
ist; und
eine Strom-Spannungs-Umwandlungseinrichtung (38);
wobei die Kalibrierelektrode (32) ausreichend geladen
ist, um den gesamten von dem Druckkopf (10) ausgestoßenen
lonenstrom (20), der zu den Modulationselektroden (22)
gehört, die durch die Modulationsspannung (Vm(i))
moduliert werden, anzuziehen, und so angeschlossen ist, daß
sie den Ionenstrom (20) zu der
Strom-Spannung-Umwandlungsvorrichtung (38) leitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Umschalteinrichtung (52) umfaßt:
einen Umschaltkreis, der jede der Modulationselektroden
(22) schrittweise, das heißt einer Modulationselektrode
(22) pro Schritt, mit einer ersten Gruppe (60) der
Modulationselektroden (22) beginnend und mit einer letzten
Gruppe (61) endend, anspricht und moduliert, wobei der
Umschaltkreis so programmiert ist, daß er jede der
Modulationselektroden (22) der ersten Gruppe (60) mit der
Modulationsspannung (Vm(i)) anspricht und moduliert und
gleichzeitig alle nichtangesprochenen
Modulationselektroden
(22) mit einem Höchstwert der Modulationsspannung
moduliert, um den Ionenstrom (20) davon zu blockieren, und
anschließend schrittweise, das heißt eine
Modulationselektrode (22) pro Schritt, fortschreitet, bis die letzte
Gruppe (61) mit der Modulationsspannung (Vm(i))
angesprochen und moduliert worden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Datenverarbeitungseinrichtung (50) umfaßt:
eine Rückführeinrichtung (42), die jeden Wert der
Modulationsspannung (Vm(i)) reguliert, um einen gewünschten
Wert des Ionenstroms (20) an jeder der
Modulationselektroden (22) zu erzielen;
eine elektronische Datenspeichereinrichtung (44), die
jeden Wert der Modulationsspannung (Vm(i)), jeden
dazugehörigen Wert der Ionenstromdaten (40) und einen Kennwert
jeder dazugehörigen Modulationselektrode (22) speichert;
eine Korrektureinrichtung (46), die Werte der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') erzeugt; und
eine Wiederauffindeinrichtung (48), die die Werte der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)')
wiederauffinde det;
wobei die Rückführeinrichtung (42) mit einem Eingang der
Ionenmeßeinrichtung (36) verbunden ist, und an einem
ersten Ausgang mit der Umschalteinrichtung (52) und an
einem zweiten Ausgang mit der Speichereinrichtung (44)
verbunden ist, und als Eingang einen gewünschten Wert der
Kalibrierbezugsspannung (VCAL) aufweist;
die Korrektureinrichtung (46) einen programmierten
Algorithmus aufweist, der Algorithmus über eine elektronische
Kupplung (64) auf jeden Wert der Modulationsspannung
(Vm(i)) angewendet wird, um eine Vielzahl von Werten der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') zu erzeugen,
die über eine elektronische Kupplung (66) in der
Datenspeichereinrichtung (44) gespeichert und zum späteren
Gebrauch beim Druckvorgang durch die
Wiederauffindeinrichtung (48) wiederaufgefunden werden, wobei die
Wiederauffindeinrichtung (48) mit der Datenspeichereinrichtung
(44) und der Umschalteinrichtung (52) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die
Rückführeinrichtung (42) eine herkömmliche Rückführschleifenschaltung
mit einem Schalter zum Öffnen der Rückführschleife
umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die
Datenspeichereinrichtung (44) eine elektronische Datei umfaßt, die
durch programmierbare Computersoftware gesteuert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die
Korrektureinrichtung (46) und/oder die Wiederauffindeinrichtung
eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung umfaßt,
die durch programmierbare Computersoftware gesteuert
wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Datenverarbeitungseinrichtung (50) umfaßt:
eine Schaltungseinrichtung (42), die einen Wert der
Modulationsspannung (Vm(i)), der eine feste
Modulationsspannung (Vm(0)) ist, an jede der Modulationselektroden (22)
anlegt, um einen Wert der Ionenstromdaten (40) zu
bestimmen, der durch Messen des Ionenstroms (20) bestimmt wird;
eine elektronische Datenspeichereinrichtung (44), die
einen Wert der festen Modulationsspannung (Vm(0)), jeden
Wert der Ionenstromdaten (40) und einen Kennwert jeder
dazugehörigen Modulationselektrode (22) speichert;
eine Korrektureinrichtung (46), die Werte der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') erzeugt; und
eine Wiederauffindeinrichtung (48), die die Werte der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)')
wiederauffindet;
wobei die Schaltungseinrichtung (42) an einem Eingang mit
der Meßeinrichtung (36) verbunden ist, und an einem
ersten Ausgang mit der Umschalteinrichtung (54) und an
einem zweiten Ausgang mit der Speichereinrichtung (42)
verbunden ist, und als zweiten Ausgang einen gewünschten
Wert der festen Modulationsspannung (Vm(0) aufweist;
wobei die Korrektureinrichtung (46) einen programmierten
Algorithmus aufweist, der Algorithmus über eine
elektronische Kupplung (64) auf jeden in der elektronischen
Speichereinrichtung (44) gespeicherten Wert der
Ionenstromdaten (40) angewendet wird, um eine Vielzahl von
Werten der korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') zu
erzeugen, die über eine elektronische Kupplung (66) in
der Datenspeichereinrichtung (44) gespeichert und zum
späteren Gebrauch beim Druckvorgang durch die
Wiederauffindeinrichtung (48) wiederaufgefunden werden, wobei die
Wiederauff indeinrichtung mit der Datenspeichereinrichtung
(44) und der Umschalteinrichtung verbunden ist.
9. Verfahren zur in-situ-Korrektur der Uneinheitlichkeit der
Dichte eines Ionenstroms von einem ionographischen
Druckkopf (10) mit einer Quelle von Ionen, die sich in einem
Strom durch einen Modulationskanal (24) bewegen, in dem
eine Druckanordnung (16) von Modulationselektroden (22)
angeordnet ist, die einzeln durch eine
Modulationsspannung (Vm(i)) vorgespannt werden, um den aus dem Druckkopf
(10) als Ionenstrom (20) ausgestoßenen Strom zu
modulieren und ein Ladungsbild auf einer dielektrischen Fläche
eines Elektrorezeptors herzustellen, das die folgenden
Schritte umfaßt:
Anbringen einer Kalibrierelektrode (32) mit einer hohen
negativen Vorspannung und einer Längenabmessung, die
erheblich größer ist als eine Breitenabmessung über mehrere
der Modulationselektroden (22), an eine Längsabmessung
des Modulationskanals (24) angrenzend und dazu fluchtend
und gegenüber selbigem isoliert;
schrittweises Ansprechen jeder der Modulationselektroden
(22), das heißt einer der Modulationselektroden (22) pro
Schritt, mit einer ersten Gruppe (60) von
Modulationselektroden (22) beginnend und mit einer letzten Gruppe
(61) endend, Auswählen und Anlegen eines gewünschten
Wertes der Modulationsspannung (Vm(i)) für Kalibrierzwecke,
Erzielen eines entsprechenden Wertes des Ionenstroms (20)
und gleichzeitiges Anlegen eines Wertes der
Modulationsspannung an alle nichtangesprochenen
Modulationselektroden (22), der Ionenstrom (20) davon blockiert;
Messen des Ionenstroms (20) mit der Kalibrierelektrode
(32), Leiten des Ionenstroms (29) zu einer
Strom-Spannung-Umwandlungsvorrichtung (38) und Erzeugen eines
Ionenstrom-Datenausgangs (40), der jeden gemessenen Wert
des Ionenstroms (20) anzeigt;
Kalibrieren des Druckkopfes (10), indem mit einem
programmierten Algorithmus ein zu jeder der
Modulationselektroden (22) gehörender Wert der korrigierten
Modulationsspannung (Vm(i)') erzeugt und gespeichert wird, wobei
durch jeden Wert der korrigierten Modulationsspannung
(Vm(i)') ein zur jeder der Modulationselektroden (22)
gehörender Wert der Modulationsspannung (Vm(i)) reguliert
wird und ein einheitlicher Wert des Ionenstroms (20)
erzeugt wird;
Speichern jedes Wertes der korrigierten
Modulationsspannung (Vm(i)') in einer elektronischen Datenspeicherdatei
(44); und
Wiederauff inden
jedes Wertes der korrigierten
Modulationsspannung (Vm(i)') für jeden gewünschten Wert der
Modulationsspannung (Vm(i)) aus der elektronischen
Datenspeicherdatei (44) und Anlegen jedes Wertes der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') an jede dazugehörige
Modulationselektrode (22), so daß der zu jeder
Modulationslektrode (22) gehörende Ionenstrom (20) auf einen
einheitlichen Wert reguliert wird, der beim Drucken zu
einheitlicher Dichte großer grauer Druckbereiche führt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des
Kalibrierens des Druckkopfes (10) des weiteren die folgenden
Schritte umfaßt:
Zuführen des Ionenstrom-Datenausgangs (40) zu einer
Rückführschaltung (42) und Regulieren der Modulationsspannung
(Vm(i)) durch die Wirkung der Rückführschaltung (42), bis
ein fester Wert des Ionenstroms (20) erreicht ist;
Messen jeder der zu jeder der angesprochenen
Modulationselektroden (22) gehörenden Modulationsspannung (Vm(i))
und Speichern jedes Wertes der Modulationsspannung
(Vm(i)) in einer elektronischen Speicherdatei (44) mit
einem dazugehörigen Kennwert einer der
Modulationselektroden (22); und
Anwenden des programmierten Algorithmus auf jeden Wert
der Modulationsspannung (Vm(i)) in der elektronischen
Speicherdatei (44) und Bestimmen eines Wertes der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') für jeden zu jeder
der Modulationselektroden (22) gehörenden Wert der
Modulationsspannung (Vm(i)).
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der gewünschte Wert der
Modulationsspannung (Vm(i)) für Kalibrierzwecke ein
fester Wert der Kalibriermodulationsspannung (Vm(0)) ist
und der Schritt des Kalibrierens des Druckkopfes (10) des
weiteren die folgenden Schritte umfaßt:
Speichern jedes Wertes der Ionenstromdaten (40), der zu
dem festen Wert der Kalibriermodulationsspannung (Vm(0))
gehört und zu einem Kennwert jeder der
Modulationselektroden (22) gehört, in einer elektronischen
Datenspeicherdatei (44); und
Anwenden des programmierten Algorithmus auf jeden Wert
der Ionenstromdaten (40) in der elektronischen
Datenspeicherdatei (44) und Bestimmen eines Wertes der
korrigierten Modulationsspannung (Vm(i)') für jeden an jede der
Modulationselektroden (22) angelegten festen Wert der
Modulationsspannung (Vm(0)).
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